DE3543226C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Instandsetzen einzelner Rohre aus dem Rohrbündel eines Heizkessels, Wärmetauschers oder dergleichen, insbesondere die Instandsetzung von Überhitzerrohren bzw. -röhren oder Nachwärmröhren eines Heizkessels, verschiedenen Arten von Wärme­ tauscherröhren, Versteifungen usw., nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Im folgenden ist die Instandsetzung einer Schadens­ stelle eines Überhitzer-Registers aus einer Vielzahl von flächig angeordneten Röhren beschrieben. Ein Überhitzer eines Heizkessels besteht aus mehreren hundert Röhrchen für jedes der mit einem engen gegenseitigen Abstand ange­ ordneten Überhitzer-Register. Mit den jeweiligen, das Register bildenden Röhren sind Hänge­ rohre durch Schweißen oder mechanische Mittel verbunden, um die flächige bzw. flache Form des Registers aufrechtzuerhalten, wobei die Hänge­ rohre zur Halterung des Registers an einem Deckenab­ schnitt des Heizkessels aufgehängt sind. Ein Zulauf­ verteiler in Form eines zylindrischen Druckbe­ hälters und ein ähnlicher Auslaufsammler sind mit den jeweiligen Röhren es Registers verschweißt, so daß die Röhren miteinander kommunizieren können. Von einem Rohrleitungssystem her wird Dampf in den Zulaufverteiler eingeführt, um auf die betreffenden Röhren verteilt zu werden. Nach der Wärmeabsorption wird der Dampf im Auslaufsammler gesammelt, um anschließend Turbinen oder andere Dampfkraftmaschinen anzutreiben oder einer Heizein­ richtung zugeführt zu werden.

Die Röhren des beschriebenen Heizregisters sind jedoch nach längerem Betrieb Beschädigungen aufgrund von Alterung bzw. Zersetzung oder Werkstoff­ Korrosion unterworfen, so daß es nötig wird, die be­ schädigten Röhren teilweise wegzuschneiden und durch neue Röhrenstücke zu ersetzen. Da allerdings im Überhitzer die Röhren zwecks Erhöhung des Wärmewir­ kungsgrads notwendigerweise in dicht gedrängtem Zu­ stand angeordnet sind, wobei der Röhrenabstand in einem Register z. B. etwa 30 mm und der Abstand zwischen benachbarten Registern etwa 60 mm betragen, ist im Fall eines Schadens in einem zentralen oder mittleren Bereich einer Röhrengruppe ein Zugang für einen Arbeiter zur Schadensstelle praktisch unmög­ lich. In diesem Fall muß ein eine beschädigte Röhre enthaltendes Überhitzer-Register an seinen Ver­ bindungsabschnitten mit den Hängerohren sowie den betreffenden Verteilern und Sammlern abgetrennt bzw. herausgeschnitten werden. Das herausgeschnittene Register wird dann mittels einer Winde o. dgl. ange­ hoben und herausgezogen, um nach der Instandsetzung der beschädigten Röhre wieder in seine ursprüngliche Lage eingesetzt zu werden. Bei diesem bisherigen Ver­ fahren müssen somit intakte Hängerohre und zahlreiche Abschnitte zwischen dem Register und Sammlerverteiler an zahlreichen Stellen durch­ schnitten und nach erfolgter Instandsetzung der Schadensstelle für den Wiedereinbau des Registers in seiner ursprünglichen Lage wieder verschweißt wer­ den. Die Instandsetzung einer einzigen Schadensstelle bedingt folglich einen enormen Zeit-, Kosten- und Arbeitsaufwand. Zudem ergibt sich dabei das Problem, daß Güte und Zuverlässigkeit des Überhitzers selbst durch das Heraustrennen und Wiederanschweißen von im wesentlichen intakten Teilen erheblich beein­ trächtigt werden.

Aus der DE 34 12 363 A1 sind ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur fernhantierten Vorbereitung der beiden durch ein herausgesägtes Rohrstück geschaffenen Rohrenden einer dadurch getrennten Rohrleitung bekannt. Dieses Verfahren und diese Vorrichtung gehen jedoch von einem weitgehend freistehenden Rohrsegment aus und sind bei einer derart dichten Rohranordnung, wie im vorliegenden Fall gegeben, nicht anwendbar.

Aufgabe der Erfindung ist es damit, eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit welcher eine beschädigte Röhre auch unter dicht gedrängt ange­ ordneten Röhren, z. B. beim Überhitzer eines Heiz­ kessels, instandgesetzt werden kann, ohne ein die beschädigte Röhre enthaltendes Röhren-Register herausschneiden zu müssen.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Mittels einer solchen Vorrichtung wird die beschädigte Röhre beiderseits einer Schadensstelle jeweils mittels der Klemmvorrichtungen zweier Spannein­ heiten fest verspannt, die beschädigte Röhre mittels Fräseinheiten, die auf von den Fixiereinheiten an den betreffenden Seiten abstehende Führungsstangen aufgesetzt wurden und mit den an ihren beiden Enden vorgesehenen Leitrollen auf den Führungsstangen geführt sind, herausgeschnitten, sodann die Schnittenden mittels Faserfräseinheiten, die anstelle der Fräs­ einheiten an den betreffenden Spanneinheiten be­ festigt worden sind, angeschrägt, hierauf - nach Entfernen der Faserfräseinheiten - ein einzu­ setzendes neues Röhrenstück in den herausgeschnittenen Abschnitt eingesetzt und dabei zur Ausrichtung auf die anderen Röhrenabschnitte mittels der Klemmvorrichtungen sicher verspannt und das neu eingesetzte Röhrenstück mit Hilfe von auf ähnliche Weise an den Spannein­ heiten angebrachten und daran befestigten Schweißein­ heiten in die Lücke eingeschweißt. Die verschie­ denen, vorstehend beschriebenen Arbeitsgänge können dabei ferngesteuert durchgeführt werden.

Das beschädigte Röhrenstück kann mithin mittels Fräseinheiten, die ohne Behinderung an den Spanneinheiten angebracht sind, welche ihrerseits ohne Behinderung an beiden Seiten einer beschädigten Röhre in einer dicht gedrängten Röhren­ gruppe angesetzt sind und die Röhre fest verspannen, herausgeschnitten werden; das Schnittende kann dabei mittels auf ähnliche Weise angebrachter Faserfräsein­ heiten angebracht oder angefaßt werden, wobei ein Austausch-Röhrenstück, das mittels der Klemmvorrichtungen fest verspannt und mit den anderen Röhrenabschnitten aus­ gefluchtet ist, mit Hilfe von auf ähnliche Weise an­ gebrachten Schweißeinheiten eingeschweißt werden kann. Hierbei läßt sich die Instandsetzung des be­ schädigten Röhrenstücks ferngesteuert durchführen.

Auf die vorstehend beschriebene Weise kann somit mit Hilfe der betreffenden Einheiten der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung die Instandsetzung einer Röhre innerhalb einer dicht gedrängt angeordneten Röhrengruppe durch Fernbedienung von einer Stelle außerhalb der Röhrengruppe durchgeführt werden.

Da die erfindungsgemäße Vorrichtung auch im Fall einer eng gedrängten Röhrenanordnung an einer instandzusetzenden Röhre mittels Fernsteuerung oder -bedienung angesetzt werden kann, läßt sich der für eine manuelle Bearbeitung erforderliche enorme Zeit- und Kostenaufwand erheblich reduzieren, wähend eine Beeinträchtigung der Güte der Registeranordnung auf ein Mindestmaß verringert werden kann.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische perspektivische Dar­ stellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 bis 7 perspektivische Darstellung aufein­ anderfolgender Arbeitsgänge beim Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 8 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene per­ spektivische Darstellung einer Spann­ einheit bei der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung einer Fräseinheit bei der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung einer Faserfräseinheit bei der Vorrich­ tung nach Fig. 1,

Fig. 11 eine perspektivische Darstellung einer Schweißeinheit bei der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 12 einen in vergrößertem Maßstab dargestellten Längsschnitt durch einen Grundplattenteil der Schweißeinheit,

Fig. 13 eine schematische Darstellung der Wirkungs­ weise von Gelenkgliedern und dgl. der Schweißeinheit,

Fig. 14 die Vorderansicht eines wesentlichen Teils im Bereich eines lotrecht verfahrbaren Tisches bei der Fräseinheit und

Fig. 15 den Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 14.

Zunächst werden anhand der Fig. 1 bis 7 die aufeinanderfolgenden Arbeitsgänge beim Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung zur Instandsetzung eines beschädigten Überhitzer-Registers erläutert, wobei das beschädigte Register nicht herausgetrennt zu wer­ den braucht. Gemäß den Fig. 1 bis 7 sind mehrere hundert Überhitzer-Register 1 unter Halterung an Hängerohren 2, 3 und 4 aufgehängt. Ein Zulaufvertei­ ler 5 und ein Auslaufsammler 6 sind dabei mit dem betreffenden, das Register 1 bildenden Röhren 10 ver­ schweißt. Wenn in einer Röhre 10 eines Registers 1 eine Schadensstelle 8 fest­ gestellt wird, werden gemäß Fig. 3 zwei noch näher zu beschreibende Spanneinheiten 7 und 7′ in den Zwischenraum zwischen dem betreffenden Register und einem anschließenden Register eingeführt und an gegenüberliegenden Seiten der Schadensstelle 8 der Röhre 10 angesetzt und fest mit der Röhre 10 verspannt. Sodann werden noch näher zu beschreibende Fräseinheiten 9 an den beiden Spanneinheiten 7 bzw. 7′ fest montiert, um die Röhre 10 zu beiden Seiten zwischen den je­ weiligen Spannenheiten 7, 7′ durchzuschneiden. Nach Auf­ hebung der Verspannung der jeweiligen Spannein­ heiten an der der Schadensstelle 8 benachbarten Seite wird dann das herausgeschnittene Röhrenstück 10a mittels eines Seils oder eines Manipulators (nicht dargestellt) nach oben herausgezogen. Hierauf werden nach dem Entfernen der Fräsein­ heiten 9 noch näher zu beschreibende Faserträgereinheiten 11 an den Fixiereinheiten angebracht, um die geschnittenen Enden der betreffen­ den Röhre 10 anzufassen oder anzuschrägen. Nach dem Entfernen der Faserfräseinheiten 11 wird die Größe des fehlenden Röhrenstücks auf der Grundlage der Länge des herausgetrennten Röhrenstücks 10a, der Schnitt­ weite und der Anschrägweite berechnet und bestimmt. Hierauf wird ein Austausch- oder Ersatzröhrenstück 10b, das auf die vorherbestimmte Länge geschnitten und angeschrägt worden ist, auf ähnliche Weise mittels eines Seils o. dgl. in die Schnitt-Lücke ein­ gesetzt und dabei in die offenen Abschnitte der Spanneinheiten 7, 7′ eingeführt, um durch letztere fest verspannt zu werden. Nachdem auf ähnliche Weise, wie vorher beschrieben, noch zu beschriebende Schweißein­ heiten 12 und 12′ an den Spanneinheiten 7, 7′ angebracht worden sind, werden die Verbindungsstellen zwischen dem Ersatzröhrenstück 10b und der betreffenden Röhre 10 mittels der Schweißeinheiten 12 und 12′ geschweißt. Nach dem Entfernen der Schweißeinheiten 12 ist sodann die Instandsetzung abgeschlossen.

Die beschriebenen Spanneinheiten 7 und 7′ besitzen jeweils gemäß Fig. 8 eine symmetrische Konfiguration. Eine instandzusetzende Röhre 10 bildet zusammen mit anderen Röhren 10′ ein Register, das einem anderen, aus anderen Röhren 10′′ gebildeten Register benach­ bart ist. Die Spanneinheit 7, 7′ umfaßt einen U-förmigen Hauptrahmen 7a sowie an dessen gegenüberliegenden Seiten angeordnete Klemmvorrichtungen 7b und 7b′, die eine Röhre 10 selektiv fest zu erfassen vermögen. Am Rahmen 7a sind Ausfahrplatten 7f und 7f′ so montiert, daß ihre Aus­ fahr- und Zurückziehbewegung über biegsame Wellen 7g bzw. 7g′ beliebig gesteuert werden kann. Die Spann- und Lösevorgänge der Klemmvorrichtungen 7b, 7b′ mittels hydraulischer oder pneumatischer Zylinder 7c und 7c′ gesteuert. Bewegungsmechanismen 7d und 7d′ zum Hin- und Herverschieben der Klemmvorrichtungen 7b, 7b′ gegenüber dem Rahmen 7a sind über biegsame Wellen 7e bzw. 7e′ selektiv ansteuerbar. An den beiden Seiten des Rahmens 7a befinden sich weiterhin von ihm lot­ recht nach oben ragende Führungsstangen 7h und 7h′, an deren unteren Enden Anschläge 7i bzw. 7i′ zum Positio­ nieren von noch zu beschreibenden Fräseinheiten 9 montiert sind. Ein Seiten-Bewegungsmechanis­ mus 7j zum Verschieben der einen Klemmvorrichtung 7b′ nach links und rechts ist über eine biegsame Welle 7k ansteuer­ bar, während ein Höhen-Bewegungsmechanismus 7l zum Bewegen der anderen Klemmvorrichtung 7b in lotrechter Richtung über eine biegsame Welle 7m ansteuerbar bzw. be­ tätigbar ist.

Die Klemmvorrichtung 7b′ ist mittels des Seiten-Bewegungsmechanismus 7j an einer Halterung 227a montiert, die ihrerseits mittels des Bewegungsmechanismus 7d′ an einer Seitenwand des Rahmens 7a montiert ist, während die andere Klemmvorrichtung 7b über den Höhen-Bewegungsmechanismus 7l an einer Halterung 227b angebracht ist, die ihrerseits über den Bewegungs­ mechanismus 7d an der anderen Seitenwand des Rahmens 7a montiert ist.

Bei jeder der erwähnten Fräseinheiten 9 sind gemäß Fig. 9 zwei Leitrollen 9b und 9b′ an den gegenüber­ liegenden Enden eines Querträgers 9a angeordnet, wobei ein lotrecht verfahrbarer Tisch 9c an dem Querträger 9a angeordnet und durch Betätigung über eine biegsame Welle 9d aufwärts und abwärts verfahrbar ist. Ein Druckluftmotor 9e, der an seinem Ende einen Fräser 9f trägt und mit einem An­ triebs-Luftschlauch 9g verbunden ist, ist am lotrecht verfahrbaren Tisch 9c drehbar montiert. Der Druck­ luftmotor 9e kann mittels eines ihm zugeordneten Zahnradmechanismus 9h über eine biegsame Welle 9i beliebig verdreht werden. Beim Durchschneiden einer beschädigten Röhre 10 werden der Druckluftmotor 9e und der Fräser 9f um 90° in die gestrichelt einge­ zeichneten Stellungen 9e′ bzw. 9f′ verdreht. Während diese Teile die genannte Winkelstellung einnehmen, wird sodann der lotrecht verfahrbare Tisch 9c herab­ gefahren, bis der Fräser 9f′ durch den Zwischenraum zwischen benachbarten Registern und ohne Behinderung durch deren Röhren 10′ und 10′′ eine Stelle unter der durchzuscheidenden Röhre 10 erreicht hat. Sodann werden der Druckluftmotor 9e (9e′) und der Fräser 9f (9f′) um 90° in die ausgezogen eingezeichneten Stellungen verdreht, um den Fräser 9f an der zu schneidenden Röhre 10 ansetzen zu können.

In jeder Fasenfräseinheit 11 sind gemäß Fig. 10 jeweils zwei Leitrollen 11b und 11b′ an den gegenüberliegenden Enden eines Querträgers 11a ange­ ordnet, an welcher wiederum eine Querführung 11c befestigt ist, in welchem eine Gewindespindel 11c′ über eine biegsame Welle 11d ferngesteuert in Drehung versetzt werden kann. Ein seitlich verfahr­ barer Wagen 11e steht in Schraubeingriff mit der Gewindespindel 11c′, so daß er bei Drehung der Gewindespindel 11c′ beliebig nach links und rechts verfahrbar ist. Im Wagen 11e ist ein beweg­ barer Wagen 11f so geführt, daß er über eine biegsame Welle 11g in der einen und anderen Richtung verschoben werden kann. Am bewegbaren Wagen 11f ist eine Fräseinheit 11h fest montiert. Ein Fräswerkzeug 11i ist in einem Innen-Spannfutter 11l am vorderen Ende eines Druckluftmotors 11j (wahl­ weise ein Elektro- oder Hydraulikmotor) der Fräseinheit 11h eingespannt, wobei das Werkzeug 11i durch den Druckluftmotor 11j über ein Getriebe oder Vorgelege in Drehung versetzbar ist. An den Druckluftmotor 11j ist ein Druckluft­ schlauch 11k angeschlossen. Das Innen-Spannfutter 11l ist durch einen mit einem Hydraulik- oder Druckluftschlauch 11n verbundenen Hydraulik- oder Druckluftzylinder 11m vorschieb­ bar und zurückziehbar. Über eine mit einem Schneckengetriebe verbundene biegsame Welle 11o und einen Schnecken-Vorschub­ mechanismus im Druckluftmotorteil kann der Schnittvorschub des in dem Spannfutter 11l aufgespannten Fräswerkzeugs 11i beliebig gesteuert werden.

Bei den erwähnten Schweißeinheiten 12 sind gemäß den Fig. 11 bis 13 zwei Leitrollen 12b und 12b′ an den gegenüberliegenden Enden eines Querträgers 12a angebracht. An dem Querträger 12a ist eine von einer Abdeckung 12d - umhüllte Grundplatte 12c befestigt. Von der Grundplatte 12c steht ein Führungskanal 12h ab, in welchem mehrere Gelenkglieder 12e angeordnet sind, die an ihrem Außenende einen schwenk­ bar gelagerten, eine Schweißelektrode 12g, z. B. ein Wolfram- Schutzgas bzw. TIG-Schweißkopf, haltenden Elektrodenhalter 12f aufweisen und die beliebig ausfahrbar sind. Die Gelenk­ glieder 12e bilden einen frei biegbaren Arm. Die einzel­ nen Gelenkglieder 12e und der Elektrodenhalter 12f sind jeweils durch Stifte oder Bolzen 12j biegsam oder gelenkig mitein­ ander verbunden, wobei das Gelenkglied 12e am anderen Ende mit einer zum Ausfahren der Gelenkglieder 12e dienenden Gleit­ stange 12i verbunden ist, an der eine Zahnstange 12k be­ festigt ist, die mit einem durch einen nicht dargestellten Motor in Drehung versetzbaren Ritzel 12l in Eingriff steht. Ein in einem Leitungskabel 12o geführter Schweiß­ draht 12n ragt aus einem Schweißdrahthalter 12m in Richtung auf eine Schweißstelle an der zu schweißenden Röhre 10 heraus, während auch eine Wolframelektrode 12p aus dem erwähnten Elektrodenhalter 12f zur Schweiß­ stelle hin ragt. Mit dem Elektrodenhalter 12f ist ein Kabelschlauch 12q für die Zufuhr von elektrischem Strom und Inertgas verbunden, und ein durch eine Feder 12t unter eine Zugspannung gesetztes Zugseil 12r ist mittels einer Metall-Halterung 12s am Elek­ trodenhalter 12f befestigt. Das abgewandte Ende der Feder 12t ist an einer Federfixier-Platte 12u an der Grundplatte 12c am Ende der Abdeckung 12d befestigt. An der Unterseite von Grundplatte 12c und Abdeckung 12d sind Gleitmechanismen 12v und 12v′ zur Ermög­ lichung einer freien Verschiebbarkeit des Führungskanals 12h angeordnet. In dem Führungskanal 12h ist eine Vorschubmutter 12w festgelegt, die mit einer durch einen nicht dar­ gestellten Motor antreibbaren Vorschub- oder Zustell­ spindel in Eingriff steht.

Wie aus der schematischen Darstellung von Fig. 13 näher ersichtlich ist, ist die Gewindespindel 12x an ihren beiden Enden in Lagern 12y und 12z gelagert. Ein am einen Ende des Schafts der Gewindespindel 12x vorgesehener Kegelradmechanis­ mus 12A ist mit einer Verbindungsstange 12B ver­ bunden, die ihrerseits mit einer Welle einer Schnecke 12C verbunden ist, welche wiederum durch einen Antriebsmotor 12E in Drehung versetzbar ist und über ein Zwischenrad 12D mit dem genannten Ritzel 12l in Eingriff steht, so daß dieses und die Gewindespindel 12x durch den Antriebsmotor 12E in Drehung versetzbar sind. Bei Drehung des Ritzels 12l werden die Gelenkglieder 12e über die Gleitstange 12i ausgefahren, während bei der Drehung der Gewindespindel 12x die mit ihr in Eingriff stehende Vorschubmutter 12w längs der Gewindespindel 12x verschoben wird, so daß sich die Gleitstange 12i in Richtung des Pfeils mit einer Bewegungsgeschwindig­ keit V längs Richtungsführungs-Gleitplatten 12F und 12F′ aus ihrer Anfangsstellung 12i′ bewegt, während sich der Führungskanal 12h in Pfeilrichtung mit einer Be­ wegungsgeschwindigkeit v aus ihrer Anfangsstellung 12h′ verschiebt und die Vorschubmutter 12w sich aus ihrer Anfangsstellung 12w′ zu bewegen beginnt. In der Stellung 12e′, in welcher die Gelenkglieder 12e noch nicht um die betreffende Röhre 10 herumgewickelt sind, nimmt der Elektrodenhalter 12f die Stellung 12g′ ein, wobei der Winkel zwischen der Gleitstange 12i und den Gelenkgliedern 12e mit R bezeichnet ist.

Zum Schneiden der betreffenden instandzusetzenden Röhre 10 unter Verwendung der beschriebenen Spann­ einheiten 7, 7′ und Fräseinheiten 9j wird zunächst die Spanneinheit 7 wie folgt am betreffenden Register angebracht. Nachdem die Klemmvorrichtungen 7b und 7b′ sowie die Ausfahrplatten 7f und 7f′ jeweils zurückgezogen wor­ den sind, wird die Spanneinheit 7 gemäß Fig. 8 zwi­ schen das die betreffende Röhre 10 enthaltende Über­ hitzer-Register 1 und das anschließende Register ein­ geführt, wobei die Klemmvorrichtungen 7b und 7b′ in genaue Gegenüberstellung zur betreffenden Röhre 10 gebracht werden. Sodann werden durch Betätigung der biegsamen Welle 7g und 7g′ die Ausfahrplatten 7f bzw. 7f′ aus­ gefahren, so daß die Ausfahrplatten 7f und 7f′ sowie der Hauptrahmen 7a gegen die Röhren 10, 10′ und 10′′ in den benachbarten Registern andrücken. Hierauf ist die Fixiereinheit 7 festgelegt. Nachdem die Klemmvorrichtungen 7b und 7b′ durch Betätigung der biegsamen Wellen 7e bzw. 7e′ ausgefahren oder vorgeschoben worden sind, werden die Zylinder 7c bzw. 7c′ betätigt, um die Klemmvorrichtungen 7b bzw. 7b′ fest an der be­ treffenden instandzusetzenden Röhre 10 angreifen zu lassen. Hierauf wird die Fräseinheit 9 auf die im folgenden beschriebene Weise an der Spanneinheit 7 angebracht. Gemäß Fig. 9 wird die Fräseinheit 9 zwischen das die betreffenden Röhre 10 aufweisende Register 1 und das anschließende Überhitzer-Register eingeführt, wobei die Leitrollen 9b und 9b′ der Fräseinheit 9 an den Führungsstangen 7h bzw. 7h′ der Spanneinheit 7 anliegen. Da hierbei der Druckluft­ motor 9e und der Fräser 9f um 90° verdreht sind und damit nicht an den jeweiligen Registern anstoßen, kann dieses Einführen ungehindert erfolgen. Wenn die Fräseinheit 9 bis zur Anlage auf den Anschlägen 7i und 7i′ an den Führungsstangen 7h bzw. 7h′ eingeführt und aufgesetzt worden ist, ist die Fräseinheit 9 an der Spanneinheit 7 festgelegt. Da der Abstand zwischen der betreffenden Klemmvorrichtung und dem jeweiligen Anschlag im voraus bekannt ist, kann der lotrecht verfahrbare Tisch 9c der Fräseinheit 9 im voraus so eingestellt werden, daß sich der Fräser 9f in der festgelegten Stelle der Fräsein­ heit 9 zwischen der betreffenden Röhre 10 und der nächst unteren Röhre 10′ befindet. Wenn dann der Druckluftmotor 9e durch Betätigung der biegsamen Welle 9i um 90° gedreht wird, kann der Fräser 9f zwischen die beiden Röhren 10 und 10′ einge­ führt und senkrecht zur Mittelachse der betreffenden instandzusetzenden Röhre 10 ausgerichtet werden. Wenn sodann der Tisch 9c in Aufwärtsrich­ tung verfahren wird, während der Druckluftmotor 9e durch die über den Druckluftschlauch 9g zugeführte Druckluft aktiviert ist und den Fräser 9 in Drehung versetzt, kann letzterer die betreffende Röhre 10 durchfräsen.

Im folgenden ist ein Anschrägvorgang am geschnittenen Ende der betreffenden Röhre 10 mittels der beschrie­ benen Fasenfräseinheit 11 anhand von Fig. 10 erläutert. Zunächst wird nach der Abnahme der Fräseinheit 9 die Fasenfräseinheit 11 an der Fixiereinheit 7 ange­ bracht. Dabei wird auf ähnliche Weise die Fasenfräs­ einheit 11 zwischen das Register 1 mit der betreffen­ den Röhre 10 und das anschließende Register einge­ führt, während die Leitrollen 11b und 11b′ der Fasenfräseinheit 11 an den Führungsstangen 7h bzw. 7h′ der Spanneinheit 7 angreifen. Da hierbei das Einführen erfolgt, nachdem die Fräseinheit 11h durch Betäti­ gung der biegsamen Welle 11g zusammen mit dem im hin- und hergehenden Wagen 11e geführten bewegbaren Wagen 11f zurückgezogen worden ist, kann die Fasenfräsein­ heit 11 ohne Behinderung durch die Röhren 10, 10′ und 10′′ der benachbarten Register eingeführt werden. Das Einführen bzw. Aufsetzen wird sodann fortgeführt, bis die Fasenfräseinheit 11 auf ähnliche Weise, wie vorher für die Fräseinheit 9 beschrieben, an der Spanneinheit 7 fixiert ist. Da die Abstände zwischen den Klemmvorrichtungen 7b und 7b′ sowie den Anschlägen 7i bzw. 7i′ der Spanneinheit 7, 7′ im voraus bekannt sind, kann in der fixierten Stellung der Fasenfräseinheit 11 die lotrechte Lage der drehbaren Welle der erwähnten Fräseinheit 11h an die Mittelachse der betreffenden Röhre 10 angepaßt werden. Hierauf wird die Welle der Fräseinheit 11h durch Verschieben des bewegbaren Wagens 11f über die biegsame Welle 11g mit der Mittelachse der Röhre 10 in Flucht gebracht. Wenn hierauf die Gewindespindel 11c′ der Querführung bzw. des Wagens 11e durch Betätigung der biegsamen Welle 11d gedreht wird, verschieben sich die Wagen 11e und 11f sowie die Fräseinheit 11h als Ganzes nach rechts, so daß das Innen-Spannfutter 11l in das Ende der betreffen­ den Röhre 10 eingeführt wird. Wenn das Spannfutter durch den Zylinder 11m ausgefahren oder vorgeschoben wird, ist die Fräseinheit in dem bei 11h′ in ge­ strichelten Linien eingezeichneten Zustand am End­ abschnitt der betreffenden Röhre 10 festgelegt. An­ schließend kann das Fräswerkzeug 11i durch Betätigung der biegsamen Welle 11o unter Drehung durch den Druckluftmotor 11j, der vom Druckluft­ schlauch 11k gespeist wird, vorgeschoben werden, so daß der Endabschnitt der betreffenden Röhre 10 ange­ fast bzw. angeschrägt wird.

Nachstehend ist die durch Schweißen erfolgende Be­ festigung eines neuen Ersatz-Röhrenstücks am Schnitt­ ende der betreffenden Röhre mit Hilfe der vorher be­ schriebenen Schweißeinheit 12 anhand der Fig. 11 bis 13 beschrieben. Nach dem Entfernen der Fasenfräsein­ heit 11 wird auf ähnliche Weise, wie für die Fasenfräseinheit 11 beschrieben, eine Schweißeinheit 12 zwischen das Überhitzer-Register 1 mit der be­ schädigten Röhre 10 und das anschließende Register eingeführt, wobei die Leitrollen 12b und 12b′ an den Führungsstangen 7h bzw. 7h′ der Spanneinheit 7 an­ greifen. Wenn hierbei die Gelenkglieder 12e in den Führungskanal 12h zurückgezogen sind, kann dieses Einführen ohne Behinderung der Gelenkglieder 12e, des Elektroden­ halters 12f und der Schweißelektrode 12 durch die Röhren 10, 10′ und 10′′ erfolgen. Nach erfolgtem Ein­ führen bzw. Aufsetzen ist bzw. wird die Schweißein­ heit 12 auf ähnliche Weise wie vorher die Fasenfräs­ einheit 11 an der Spanneinheit 7 fixiert. Da hierbei wiederum die Abstände zwischen den Klemmvorrichtungen 7b und 7b′ sowie den Anschlägen 7i bzw. 7i′ der Spannein­ heit 7 im voraus bekannt sind, ist auch der waagerechte Abstand zwischen den Leitrollen 11b, 11b′ der Schweißeinheit 12 und dem äußeren oder unteren Ende des Führungskanals 12h bekannt, so daß die Schweißeinheit 12 in einer sol­ chen Stellung festgelegt werden kann, daß sich das untere Ende des Führungskanals 12h an die Schnittenden des Ersatz-Röhrenstücks 10b und der betreffenden Röhre 10 anlegt. Wenn sodann das Ritzel 12l durch den Motor 12E in Drehung versetzt wird, verschiebt sich die Gleitstange 12i zum Ausfahren der Gelenkglieder 12e aus dem Führungskanal 12h. Da hierbei das Zugseil 12r stets durch die Feder 12t gespannt ist, sind die einzelnen Gelenkglieder 12e bestrebt, sich um die Stifte oder Bolzen 12j zur Seite des Zugseils 12r hin zu ver­ drehen, wobei einer solchen Drehung entgegengewirkt wird, bis das betreffende Gelenkglied 12e aus dem Führungskanal 12h austritt. Nach diesem Austritt dreht sich das Gelenkglied 12e, bis seine Unterseite mit der Oberfläche der betreffenden Röhre 10 in Berührung gelangt. Die Gelenkglieder 12e wickeln sich demzu­ folge um die betreffende Röhre 10 herum, so daß die Schweißelektrode 12g und der Schweißdrahthalter 12m gemeinsam mit dem Elektroden­ halter 12f am Außenende der Gelenkglieder 12e um die Oberfläche der zu schweißenden Röhre 10 umlaufen können. Obgleich es gemäß Fig. 12 scheint, daß das Spitzenende des Elektrodenhalters 12f an den Führungskanal 12h anstoßen und an einem weiteren Herumdrehen um die Röhre 10 gehindert werden würde, nimmt die Schweißelektrode 12g früher oder später, wenn sich die Gelenkglieder 12e mit nahezu einer vollen Windung um die Röhre 10 herumgewickelt haben, eine von dem Führungskanal 12h verschiedene waagerechte Lage ein, weil die Reihe der Gelenkglieder 12e gemäß Fig. 13 relativ zur betreffenden Röhre 10 schräg angeordnet ist, so daß eine gegenseitige Behinderung vermieden werden kann. Aus diesem Grund muß der Führungskanal 12h in Längs­ richtung der Röhre 10 verschoben werden; die für die­ sen Zweck vorgesehene Einrichtung besitzt den nach­ stehend beschriebenen Aufbau. Die Drehbewegung des Motors 12E wird über die Schneckenwelle 12C und das Zwi­ schenrad 12D auf das Ritzel 12l übertragen, um die Gleitstange 12i in Richtung des Pfeils V auszufahren. Gleichzeitig wird die Drehung des Motors 12E über die Verbindungsstange 12B und den Kegelradmechanismus 12A auf die Gewindespindel 12x übertragen, so daß der Führungskanal 12h zusammen mit der Vorschubmutter 12w in Richtung des Pfeils v (Fig. 13) verfahren wird. Durch entsprechende Wahl der Zähnezahlen, Teilkreis­ abstände usw. der einzelnen Zahnräder kann somit das Verhältnis V/v der Bewegungsgeschwindigkeit V der Gleitstange 12i zur Bewegungsgeschwindigkeit v des Führungskanals 12h einem Tangenswert des zwischen der Gleit­ stange 12i und der Reihe der Gelenkglieder 12e fest­ gelegten Winkels R, d. h. gleich tan R eingestellt werden. Auf diese Weise können die Gelenkglieder 12e stets zügig und hindernisfrei durch den Führungskanal 12h hindurchgeführt werden. Da weiterhin die Reihe der Gelenkglieder 12e mit dem Spitzenende der Gleitstange 12i, wie erwähnt, unter einem Winkel R verbunden ist, wobei angenommen sei, daß sich die Gelenkglieder 12e nicht von selbst um die Röhre 10 herumwickeln, wer­ den die Gelenkglieder 12e beim Herausschieben der Gleitstange 12i durch das Ritzel 12l aus der Stellung 12e, in welcher sie sich selbst um die Röhre 10 herumwickeln, zu der mit 12e′ bezeichneten Stellung verschoben, so daß sich auch die Position der Schweiß­ elektrode 12g parallel zur Bewegungsrichtung der Gleitstange 12i zu der bei 12g′ angedeuteten Stellung verschiebt. Die Ausrichtung dieser Verschiebungs­ richtung senkrecht zur Richtung der betreffenden Röhre 10 wird durch entsprechende Wahl der Richtung der Grundplatte 12c der Schweißeinheit 12 in bezug auf die Röhre 10 ermöglicht. Da weiterhin die je­ weiligen Drehachsen der Gelenkglieder 12e im voraus senkrecht zur Bewegungsrichtung der Gleitstange 12 eingestellt werden können, folgt dann, wenn sich die Gelenkglieder 12e um die zu schweißende Röhre 10 herumwicklen, der Ort der Schweißelektrode 12g einem Umkreis auf der betreffenden Röhre 10, so daß er mit der Schweißlinie koinzidieren kann.

Wenn gemäß Fig. 13 die Breite des Arms, in Achsrichtung der zu schweißenden Röhre 10 gemessen, mit W₁, die ent­ sprechende Breite des Führungskanals 12h mit W₂ und der Außenradius der zu schweißenden Röhre 10 mit R bezeichnet werden, kann sich der Arm ohne Behinderung zwischen seinen benachbar­ ten Abschnitten mit mehreren Windungen um die Röhre 10 herumwickeln, sofern die folgende Bedingung erfüllt ist:

Obgleich die Gelenkglieder 12e in ihrem um die Röhre herumgewickelten Zustand einen mehreckigen Querschnitt fest­ legen, ist in obiger Berechnungs-Formel die Querschnitts­ form als Kreisform vorausgesetzt, und die Dicke der Gelenk­ glieder 12e ist vernachlässigt.

In Fig. 13 sind weiterhin der Zustand der Gleitstange 12i und des Arms zu Beginn der Abwärtsbewegung in strich­ punktierten Linien und der Zustand des Arms, in welchem der Arm nach seinem Abwärtsausfahren als nicht um die Röhre 10 herumgewickelt vorausgesetzt ist, in ge­ strichelten Linien eingezeichnet. Aus Fig. 13 geht hervor, daß in dem vorausgesetzten Zustand, in welchem der Arm nicht in sich rund gewickelt ist, ein Ort der Bewegung des am Außenende des Arms montierten Schweißkopfes 12g parallel zur Bewegungsrichtung der Gleitstange 12i, d. h. senkrecht zur Achsrichtung der Röhre 10 liegt. Da weiterhin die einzelnen Drehachsen der verschiedenen Gelenkglieder 12e des Arms unter einem rechten Winkel zur Bewegungsrichtung der Gleitstange 12i liegen, nämlich parallel zur Achsrich­ tung der zu schweißenden Röhre 10, führen dann, wenn der Arm ausgefahren wird und sich um die Röhre 10 herum­ wickelt, der am Außen- oder Vorderende des Arms montierte Schweißkopf 12g (und der Arm) eine Umlaufbewegung längs des Außenumfangs der Röhre 10 in einer Ebene senkrecht zu deren Achsrichtung durch.

Durch Betätigung des Schweißkopfes 12g gleichzeitig mit dem Einschalten des Motors 12E kann somit die Röhre 10 um ihren Umfang herum geschweißt werden.

Während der Arm bei der beschriebenen Ausführungsform durch das Zugseil 12r zur Durchführung einer Biegung vorbe­ lastet ist, können zusätzlich Vorkehrungen dahingehend getroffen werden, daß der Arm beispielsweise durch angebrachte Federn durchgebogen wird, welche die einzelnen Gelenkglieder 12e für eine Drehung in der einen Richtung an den betreffenden Anlenkstellen der Gelenkglieder 12e vorbelasten. Die beschriebene Ausführungsform der Erfindung ist zudem nicht nur auf einen Heizkessel-Überhitzer anwend­ bar, sondern auch für das umfangsmäßige Schweißen eines stangenförmigen Körpers eines Wiedererhitzers, eines Wärmeaustauschers, eines Versteifungselements o. dgl. ein­ setzbar.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Instandsetzen einzelner Rohre aus dem Rohrbündel eines Heizkessels, Wärmetauschers od. dgl., welche quer zwischen die Rohre des Rohrbündels ein­ schiebbar und direkt an dem instandzusetzenden Rohr (10) festklemmbar ist, wobei die Vorrichtung mindestens eine Spanneinheit (7; 7′) aufweist, die aus einem Hauptrahmen (7a), zwei an dem Hauptrahmen (7a) angebrachten, vor­ schieb- und zurückziehbaren Klemmvorrichtungen (7b; 7b′) und mindestens einer Werkzeugeinheit besteht, gekennzeichnet durch zwei Ausfahrplatten (7f, 7f′), welche senkrecht zur Einschiebrichtung der Vorrichtung und senkrecht zur Längsachse des instandzu­ setzenden Rohres (10) mittels biegsamer Wellen (7g; 7g′) ferngesteuert verschiebbar sind, zwei an dem Hauptrahmen (7a) montierte Führungsstangen (7h; 7h′), die sich in Einschiebrichtung der Vorrichtung erstrecken, und einen Querträger (9a; 11a; 12a) für die Werkzeugeinheiten (9; 11; 12), der an den Führungsstangen (7h, 7h′) verschiebbar geführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des Querträgers (9a; 11a; 12a) je zwei mit den Führungsstangen (7h; 7h′) in Eingriff ste­ hende Leitrollenpaare (9b, 9b′; 11b, 11b′; 12b, 12b′) befestigt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkzeugeinheit eine Fräseinheit (9) zum Durchtrennen der Rohre (10) mit einem an dem Querträger (9a) in der Einschiebrichtung verschiebbar angebrachten Tisch (9c) vorgesehen ist, daß die Drehachse des Fräsers (9f) der Fräseinheit (9) in einer zur Bewegungs­ richtung des Tisches (9c) senkrechten Ebene liegt und die Fräseinheit (9) um eine zur Einschiebrichtung parallele Achse verschwenkbar ist, und daß der Tisch (9c) und die Fräseinheit (9) mittels biegsamer Wellen (9d; 9i) ferngesteuert verschieb- bzw. verschwenk­ bar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als Werkzeugeinheit eine Fasenfräseinheit (11) zum Anfasen der durchtrennten Rohre (10) vorgesehen ist, daß an dem Querträger (11a) eine Querführung (11c) befestigt ist, welche einen über eine Gewindespindel (11c′) parallel zur Rohrachse verfahrbaren ersten Wagen (11e) trägt,
daß in dem ersten Wagen (11e) ein zweiter Wagen (11f) in einer Richtung senkrecht zur Einschiebrichtung und senkrecht zur Rohrachse verfahrbar geführt ist,
daß die Fasenfräseinheit (11) an dem zweiten Wagen (11f) angebracht ist und
daß die Wagen (11e; 11f) mittels biegsamer Wellen (11d; 11g) ferngesteuert verfahrbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkzeugeinheit eine Schweißeinheit (12) vorgesehen ist, welche aufweist:

• - einen aus einer Vielzahl von Gelenkgliedern (12e) ge­ bildeten Arm, wobei die einzelnen Gelenkglieder (12e) für eine Drehung in einer Richtung derart gegeneinander vorgespannt sind, daß der Arm sich selbsttätig wendel­ förmig um ein zu schweißendes Rohr (10) herumzuwickeln sucht,
• - einen an dem Außenende des Arms angebrachten Schweiß­ elektrodenhalter (12f),
• - eine Antriebseinheit zum Ausfahren des Arms in Richtung auf das zu schweißende Rohr (10) aus einem im rechten Winkel zu dessen Längsachse verlaufenden Führungskanal mit einer vorgegebenen Ausfahrgeschwin­ digkeit (v), wobei die Gelenkglieder (12e) des Arms mittels eines zweiten, windschief zum Rohr (10) verlau­ fenden Führungskanals (12h) auf den vorgegebenen Stei­ gungswinkel (R), unter dem sich der Arm um das Rohr (10) herumzuwickeln sucht, umgelenkt werden, und
• - eine mit der Antriebseinheit gekoppelte Gewindespindel (12x) zum Bewegen des Führungskanals (12h) synchron mit der Ausfahrbewegung des Arms in Richtung der Rohrlängsachse entsprechend dem Steigungswinkel (R) mit einer Geschwindigkeit (V), welche dem Produkt aus der Ausfahrgeschwindigkeit (v) und dem Tangens des Steigungswinkels (R) entspricht.